A. 過濾池運行管理有什麼樣的要求
過濾池運行管理要求:(1)沖洗濾池前,必須開啟洗水管道上的放氣閥,待殘留氣體放完後方能進行濾池沖洗。(2)沖洗濾池時,排水槽、排水管道應暢通,不應有壅水現象。(3)氣水沖洗的氣壓應視其沖洗效果而定,嚴禁超壓造成跑砂;壓力調准後,必須恆壓運行;風機應必須有備用。(4)濾池進水濁度宜控制在5NU℃以下,濾後水濁度不宜大於2NU℃,並應設置在線儀表進行實時監測。(5)濾池水頭損失達1.5-2.5m或濾後水濁度大於2NU℃時,即應進行反沖洗。(6)濾池新裝濾料後,應在含氯量0.3mg/L以上的溶液中浸泡24h,經驗濾後水合格後,沖洗兩次以上方能投人使用。
B. 水質工程學
十四章
1、生物濾池有多種工藝形式,如普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池。舉出三種可)
2、生物膜法有多種處理系統,如 生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法、 生物流化床法 。
3、 生物膜法的實質是使細菌類微生物和原生動物、後生動物類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育,並在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。
4、生物膜的性質:①高度親水,存在著附著水層;②微生物高度密集:各種細菌以及微型 動物,形成了有機污染物——細菌——原(後)生動物的食物鏈。
厭氧膜的出現:①生物膜厚度不斷增加,氧氣不能透入的內部深處將轉變為厭氧狀態; ②成熟的生物膜由厭氧膜和好氧膜組成;③好氧膜是有機物降解的主要場所,一般厚度 為2mm。
5、生物膜的原理:廢水從上向下從濾料空隙間流過,與生物膜充分接觸,其中的有機污染 物被微生物吸附並降解。
6、高負荷生物濾池特點:①採用污水迴流,增加進水量,稀釋進水濃度,沖刷生物膜使其常保活性,且防止濾料堵塞,抑制臭味及濾池蠅的過度滋生;②增加濾料直徑,以防止迅速增長的微生物膜堵塞濾料;③水力負荷和BOD負荷大大提高;占底面積小,衛生條件較好。
出水水質水力負荷的關系:由於水力負荷高,大大縮短了污水在濾池中的停留時間,但不發生硝化反應,可是生物膜吸附有機物速度很快,保證了出水水質的要求。
7、生物轉盤:又稱浸沒式生物濾池,由許多平行排列浸沒在一個水槽中的塑料圓盤所組成。8、生物轉盤的特點:①廢水處於半靜止狀態,而微生物則在轉動的盤面上;②轉盤40%的面積浸沒在廢水中,盤面低速轉動;③盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質及轉速有關,一般0.1~0.5mm。
9、生物接觸氧化法:在池內充填一定密度的填料,從池下通入空氣進行曝氣,污水浸沒全部填料並與填料上的生物膜廣泛接觸,在微生物新陳代謝功能的作用下,污水的有機物得以去除,污水得到凈化。
10、基本工藝流程 :原污水—(初沉池——生物接觸氧化池——二沉池)排泥——處理水。
11、生物流化床:以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體填充在床體內,因載體表面覆蓋著生物膜而使其質地變化輕,污水以一定流速從下向上流動,使載體處於流化狀態。
12、生物流化床由床體、載體、布水裝置和膜脫落裝置等組成。
13、生物接觸氧化法在工藝、功能及運行方面的主要特徵有哪些?
在工藝方面,使用多種型式的填料,填料表面布滿生物膜,形成了生物膜的主體結構。在功能方面,生物接觸氧化處理技術具有多種凈化功能。在運行方面,對沖擊負荷有較強的適應能力,在間歇運行條件下,仍能夠保持良好的處理效果,對排水不均勻的企業,更具有重要意義,操作簡單,運行方便,易於維護管理,勿需污泥迴流,不產生污泥膨脹現象,也不產生濾池蠅,污泥生成量少,污泥顆粒較大,易於沉澱。
14、生物膜法污水處理系統,在微生物相方面和處理工藝方面有哪些特徵。( 7 分)
①微生物相方面的特徵⑴生物膜中的微生物多樣化,能夠存活世代時間較長的微生物⑵生物的食物鏈長⑶分段運行與優勢菌屬② 處理工藝方面的特徵⑴耐沖擊負荷,對水質,水量變動有較強的適應性⑵微生物量多,處理能力大,凈化能力強⑶污泥沉降性能良好,易於沉降分離⑷能夠處理低濃度的污水⑸易於運行管理,節能,無污泥膨脹問題
十五章
1、升流式厭氧污泥床系統( UASB )組成:進水配水系統、反應區(懸浮層和污泥層)、三相分離器、出水系統、集氣罩。
2、厭氧生物處理的基本原理:
1)水解階段:固態有機物被細菌的胞外酶水解;
2)第二階段是酸化:開環、斷鏈,以小分子的有機物作為受氫體,使有機酸增加,pH下降
3)第三階段是在進入甲烷化階段之前,代謝中間液態產物都要乙酸化,稱乙酸化階段;
4)第四階段是甲烷化階段。(在厭氧消化系統中微生物主要分為兩大類:非產甲烷菌和產甲烷細菌。)
3、厭氧生物處理的主要特徵
主要優點:(1)能耗低,且還可回收生物能(沼氣);(2)污泥產量低;——厭氧微生物的增殖速率低,——產酸菌的產率系數Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD,——產甲烷菌的產率系數Y為0.03kgVSS/kgCOD左右,——好氧微生物的產率系數約為0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。(4)厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些有機物進行降解或部分降解;
主要缺點:(1)反應過程較為復雜——厭氧消化是由多種不同性質、不同功能的微生物協同工作的一個連續的微生物過程;(2)對溫度、pH等環境因素較敏感;(3)出水水質較差,需進一步利用好氧法進行處理;(4)氣味較大;(5)對氨氮的去除效果不好;等
3、影響產酸細菌的因子
主要影響因子:pH值(pH3.5-8之內都可生存,最適pH值為6-7)、ORP(氧化還原電位)(最適ORP為-200~-300mV)、鹼度、溫度35℃、水力停留時間和有機負荷(有機負荷影響不是很大,正常為5~60kgCOD/(m3*d),水力停留時間過短將影響底物的轉化程度)
4、影響產甲烷細菌的因子
主要生態因子:pH6.5~ 7.5、氧化還原電位- 300~ - 500mV、有機負荷率(直接反應了底物與微生物之間的平衡關系)、溫度(中溫區在30~390C之間,高溫區在50~600C之間)、污泥濃度、鹼度、接觸與攪拌、營養(COD∶N ∶P= 500∶5∶1)、抑制劑和激活劑。
5、UASB(升流式厭氧污泥層)工作原理:當反應器運行時,廢水自下部進入反應器,並以一定上升流速通過污泥層向上流動。進水底物與厭氧活性污泥充分接觸而得到降解,並產生沼氣,使污泥膨脹。隨著氣量增加,這種攪拌混合作用更強,氣體從污泥層內不斷逸出,引起污泥層呈沸騰流化狀態。氣、液、固的混合液上升至三相分離器,氣體可被收集,污泥和水則進入上部相對靜止的沉澱區,在重力作用下,水與污泥分離,上清液從沉澱區上部排出,污泥被截留在三相分離器下部並通過斜壁返回到反應區內。
特點:在反應器上配有氣-液-固三相分離裝置。在運行時能形成具有良好沉降性能的顆粒污泥,大大提高了反應器的生物量,使厭氧處理效率顯著提高。
6、UASB反應器的工藝特徵:(1)在反應器的上部設置了氣、固、液三相分離器;(2)在反應器底部設置了均勻布水系統;(3)反應器內的污泥能形成顆粒污泥:(直徑為0.1~0.5cm,濕比重為1.04~1.08;具有良好的沉降性能和很高的產甲烷活性;污泥濃度可達50gVSS/l以上,污泥齡一般為30天以上;)(4)水力停留時間大大縮短,具有很高的容積負荷;(5)適於處理高、中濃度有機工業廢水,也可以處理低濃度城市污水;(6)將生物反應與沉澱分離集中在一個反應器內,結構緊湊;(7)無需設置填料,節省費用,提高容積利用率。
第十六章 自然生物處理系統
填空題:
1、常見的污水土地處理系統工藝有以下幾種:穩定塘;好氧塘;兼性塘;厭氧塘;曝氣塘與深度處理塘。
3、在污水的穩定塘自然生物處理中,根據塘水中的微生物的優勢群體類型和塘水中的溶解氧情況, 將穩定塘分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘。
名詞解釋:
1、穩定塘 :是人工適當修整或人工修建的設有圍堤和防滲層的污水池塘,主要依靠自然生物凈化功能。P547
2、污水土地處理 P563污水有節制的投配到土地上,通過土壤-植物系統的物理的、化學的、生物的吸附、過濾與進化作用和自我調控功能,使污水可生物降解的污染物得以降解、凈化,氮、磷等營養物質得以再利用,促進綠色植物生長並獲得增產。
3、慢速滲濾處理系統 P566 是將污水投配到種有作物的土地表面,污水緩慢地在土地表面流動並向土壤中滲透,一部分污水直接為作物所吸收,一部分則滲入土壤中,從而使污水達到凈化目的的一種土地處理工藝。
問答題:
2、穩定塘有哪幾種形式?它們的處理效果如何?適用條件如何?P547-548
好氧塘:深度較淺,陽光能透過池底,主要由藻類供氧,全部塘水呈好氧狀態,由好氧微生物起有機污染物的降解作用。
兼氧塘:塘水較深,從塘面到一定深度(0.5m)左右,陽光能夠透入,其污水凈化是由好氧和厭氧微生物協同作用完成的。
厭氧塘:塘水深,有機負荷率高,整個塘水呈厭氧狀態。
曝氣塘:由表面曝氣器供氧,塘水呈好氧狀態,污水停留時間短,由於塘水被攪動,藻類的生長與光合作用受到抑制。
4、穩定塘對污水的凈化作用有哪些? P550-551
1、稀釋作用:污水進入穩定塘後和原塘水進行一定程度的混合,降低了各種污染物的濃度;2、沉澱與絮凝作用:在絮凝作用下,污水中的細小懸浮顆粒聚集成為大顆粒沉澱於塘底;3、微生物的代謝作用 4、浮游生物的作用 5、水生維管束植物的作用。
第十七章污泥處理、處置與利用
填空題:
1、污泥處理的目的是使污泥減量化、穩定化、無害化和資源化。
2、污泥中所含水分大致分為4類:間隙水、毛細水、吸附水、結合水 。
3、污泥 按成分可以分為以下兩種:有機污泥和無機污泥 。
4、污泥濃縮的目的在於減容。
5、降低污泥含水率的方法主要有濃縮、自然干化法、機械脫水法、乾燥與焚化法。
6、污泥按來源不同可分為沉澱污泥和生物處理污泥;按成分不同可分為有機污泥和無機污泥。
名詞解釋:
1、消化池的投配率 :是消化池設計的重要參數,是每日投加新鮮污泥體積占消化池污泥總體積的百分數。P591
3、污泥含水率(計算公式)P578污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數。
4、有機物負荷率( S ):指消化池的單位容積在單位時間內能夠接受的新鮮污泥中揮發性干污泥量。P592
問答題:
1、污泥穩定的主要目的是什麼?P576
答:便於污泥的儲存和利用,避免惡臭產生。
3、影響污泥消化的因素有哪些?P519
答:PH值與鹼度、溫度與消化時間、負荷率、毒性物質、營養與C/N比等。
4、為什麼機械脫水前,污泥常須進行預處理?怎樣進行預處理?
原因:污水處理廠初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由親水性帶負電的膠體顆粒組成,揮發性固體物質含量高、比阻大,脫水較困難,因此機械脫水前必須進行污泥調理。
污泥調理就是破壞污泥的膠態結構,減少泥水間的親和力,改善污泥的脫水性能。方法有化學調理法、熱處理法、冷凍溶解法、淘洗法。
8、試述厭氧消化的影響因素。P591
1、PH值和鹼度,最佳PH值為7.0~7.3 鹼度為2000mg/L;2、溫度與消化時間溫度是影響厭氧消化的主要因素,溫度的高低不但影響產氣量,還決定消化過程的快慢;消化時間是指產氣量達到總量所需的時間。 3、負荷率:厭氧消化池的容積決定於厭氧消化的負荷率,負荷率的表達方式包括污泥投配率和有機物負荷率兩種; 4、有毒有害物質 5、營養與C/N比。
第十八章 常用給水處理工藝系統
問答題:
1、給水處理系統的選擇原則是什麼? P619
給水處理系統應該在技術上是可行的,在經濟上是合理的,在運行上是安全可靠和便於操作的。(技術可行性可以通過實驗驗證和參考已建的原水水質相近的水處理工藝系統的運行經驗;經濟合理性是滿足處理水質要求前提下,使建設費用和運行費用最低;水處理工藝系統的抗沖擊性是其安全性和可靠性的重要內容之一。)
2、舉例說明微污染水的處理系統。P620 圖
原水——混合裝置——絮凝池——沉澱池——過濾池————清水池——出水
混凝劑 Cl2
第十九章 特種水源水處理工藝系統
1、常用的水的葯劑軟化法有:石灰軟化法、石灰-蘇打法、磷酸鹽法及掩蔽劑法。
2、列舉3種除鹽的方法:蒸餾法、電滲析法、反滲透法、離子交換法、電子混合床法。
3、常用的除氟方法有:吸附法、葯劑法、電滲析法等。
問答題:
1、地下水除鐵除錳的主要方法是什麼?P643 P646
氧化法,將水中的二價鐵氧化成三價鐵,將水中的二價錳氧化成四價錳,由於三價鐵、四價錳在水中的溶解度極小,故能從水中析出,再用固液分離的方法將其去除。
2、舉例說明游泳池水的處理方法。P657 圖
平衡水池上部設補充水管,循環水泵由平衡池抽水,水泵吸水管上設毛發過濾器,截留水中的毛發,將混合劑和中和劑(除藻劑)投加到水泵吸水管中,利用水泵葉輪攪拌混合,最後,處理水進入游泳池前要對水進行消毒
3、舉例說明高濁水的處理方法。P641圖
高濁度水首先進入輻流式沉澱池沉澱,再向水中投加混凝劑,經混合、絮凝、沉澱、過濾、投氯消毒,即可獲得合格的處理水。
第二十章 城市污水處理工藝系統
填空題:
1、污水處理的物理法有:沉澱法、過濾法、氣浮法、篩濾法、反滲透法和上浮法 等。
2、污水的化學處理法通常有:中和、混凝、電解、氧化還原、吸附、離子交換等。
3、污水的生物處理通常包括好氧氧化法和厭氧還原法兩類。
名詞解釋:
1、 SV(settling velocity)(污泥沉降比):又稱30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min後所形成沉澱污泥的容積占原混合液容積的百分率,以%表示。
SVI(sludge volume index)(污泥容積指數):本項指標的物理意義是從曝氣池出口處取出的混合液,經過30min靜沉後,每克干污泥形成的沉澱污泥所佔有的容積,以ml計。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 單位:mL/g
SOUR(specific oxygen uptake rate)(活性污泥的比耗氧速率):是衡量活性污泥生物活性的一個指標。是指單位重量的活性污泥在單位時間內所能消耗的溶解氧量,其單位為mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。
8、泥齡(單位d) :在曝氣池內,微生物從其生長到排出的平均停留時間,也就是曝氣池內的微生物全部更新一次所需要的時間 。從工程上來說,在穩定條件下,污泥齡就是曝氣池內活性污泥總量與每日排放的剩餘污泥量之比。
9、污泥迴流比 :從二沉池返回到曝氣池的迴流污泥量QR與污水流量Q之比,常用%表示。
10、BOD—容積負荷率 (標明單位):單位曝氣池容積(m3),在單位時間(d)內接受的有機物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝氣池.d)
11、污泥解體:當活性污泥處理系統出現處理水質混濁,污泥絮凝體微細化,處理效果變壞等時的現象。
12、污泥膨脹 :是一種絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降的現象。
13、污泥上浮 :是由於曝氣池內污泥泥齡過長,硝化進程較高,但卻沒有很好的反硝化,因而污泥在二沉池底部產生反硝化,硝酸鹽成為電子受體被還原,產生的氮氣附於污泥上,從而使污泥比重降低,整塊上浮。
14、同步馴化法 :在培養開始就加入少量工業廢水,並在培養過程中逐漸增加比重,使活性污泥在增長的過程中,逐漸適應工業廢水並具有處理它的能力。
C. 一體化凈水器原理圖
一體化凈水裝置和城市供水廠的凈化流程一樣。它有:混凝池、沉澱池、過濾池、水質穩定裝置、反沖洗裝置、水泵及電氣控制櫃。分別介紹如下:
1、混凝池:投加混凝劑的原水由進水管進入混凝池內,用特製的攪拌機攪動,使水中的懸浮物和混凝劑充分接觸反應形成礬花。一般凈水裝置是採用渦流反應來使水和混凝劑混合,但效果受水量的變化而不穩定。該凈水裝置則用攪拌機混合,不受水量變化而影響效果。
2、沉澱室:水經加混凝劑混凝後形成礬花,流到設備的沉澱池內進行沉澱,沉澱池採用斜管沉澱法,經過梯形斜板沉澱室沉澱完成固液分離,沉澱下來的污泥排入泥斗。
3、過濾池:經沉澱後的水流到過濾池過濾,濾池結構:底部為布水管,中部為石英砂,上部為無煙煤。過濾速度為10m/h,最後清水流到清水池內消毒處理後飲用。過濾池反沖周期為12小時左右,反沖時間為5-10分鍾。
(3)s型凈化過濾池擴展閱讀
重力式一體化凈水器,是有設有縮口的改進型喉管及格網、折板、水力反應等設施的綜合凈水器設備,將絮凝、澄清和過濾工藝緊湊合理地組合成一體,能方便地將一般地面水源原水凈化成符合衛生標準的生活用水。
主要適用於廣大農村、鄉鎮、農場、部隊營房和中小企事業單位改善生活飲水水質使用,適用於工業用水軟化,除鹽工藝的水處理,同時也合於某些以分離去除水中懸浮物及膠體雜質為主要目的的接近中性的生產廢水的凈化使用。
D. 電鍍污水處理畢業設計
我最近也要在做的,我們討論下:
電鍍廢水文獻綜述
設計要求:(1)水質:銅離子30mg/L,六價鉻25mg/L,鋅離子12mg/L,鎳離子16mg/L,氰8mg/L,其他微量,鉛等,Ph4.5
(2)處理要求:執行《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)一級標
中文摘要: 電鍍行業的廢水量在整個工業系統廢水中雖然所佔比重較小,但電鍍廢水含有氰化物、酸、鹼以及六價鉻、銅、鎳、鋅、鎘等金屬污染物,對環境有嚴重的危害,因此,國內外對這類廢水積極的展開了治理方法的研究與應用。本文在吸取微電解和生物吸附處理重金屬離子廢水的優點以及已有實驗對單一重金屬離子廢水進行處理的基礎上,確定了使用微電解—生物膜復合工藝對實際電鍍廢水進行處理。
關鍵詞:含鉻廢水 處理 還原
英文摘要: The plating wastewater with cyanide, acid, alkali and heavy metal ions such as chromium, copper, nickel, zinc, cadmium etc. has appeared to be environmental serious damage despite its small quantity proportion in all through the instrial wastewater. For the moment, the research and application of the wastewater treatment has commenced forwardly in domestic and overseas. In this paper, micro-electrolysis and biological lessons Absorption of Heavy Metal Ions wastewater treatment, as well as have the experimental advantage of heavy metal ions on a single wastewater treatment on the basis of determining the use of micro-electrolysis – biofilm composite plating process on the actual wastewater treatment.
Keywords: Electroplating wastewater, treatment,restore
鉻在水環境中的存在形態主要是三價鉻(Cr(Ⅲ)和六價鉻(Cr(Ⅵ)),它們在水體中的遷移轉化有一定的規律性。Cr(Ⅲ)主要被吸附在固體物質上面而存在於沉積物中;Cr(Ⅵ)多溶於水中,而且是穩定的,只有在厭氧的情況下,才還原為Cr(Ⅲ)。鉻的毒性與其存在狀態有關,通常認為Cr(Ⅵ)的毒性遠比Cr(Ⅲ)大[1]。在電鍍含鉻廢水中,Cr(Ⅵ)是主要的特徵污染物。
1 Cr(Ⅵ)污染的來源
Cr(Ⅵ)化合物,是冶金工業、金屬加工電鍍、製革、顏料、紡織品生產、印染以及化工等行業必不可少的原料,這些工業分布點多面廣,每天排放出大量含鉻廢水,這些廢水的排放可造成水體和土壤的污染直接影響人類飲用水的衛生狀況。WHO所規定的飲用水中Cr(Ⅵ)的含量標准為1~2μmol/L[2],國內有不少地方的飲用水由於受到工業廢水的污染或因地質背景所致使生活飲用水中Cr(Ⅵ)含量嚴重超標。
2 含Cr(VI)污水的處理技術
通過查資料,電鍍工業含鉻廢水的處理最常用的方法有還原法、電解法,工藝成熟,運行效果好。但是近來又有很多其他的方法被研究出來,綜合比較會發現這些方法也各有優缺點。作為新方法,他們自有借鑒之處。
2.1還原沉澱法
化學沉澱法處理電鍍含Cr(Ⅵ)廢水,一種是通過還原法,把Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),然後沉澱;另一種是用鋇鹽,使鉻酸根生成鉻酸鋇沉澱。袁智斌[3]通過建調節池,使含鉻廢水經調節池後進入還原池,在還原池通過加H2SO4控制pH值在2.5~3投加NaHSO3,將Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),並在反應池通過投加NaOH形成Cr(OH)3沉澱。竇秀冬等[4]通過研究比較,發現通過還原-沉澱法Cr去除率均達到99%以上,MgO的鉻泥沉降性能非常優越,NaOH和CaO中摻入部分MgO可以較大地改善所生成鉻泥的性能,最佳投葯量以投加後pH≈8.3為宜。鄭新卿[5]對還原-沉澱法處理含鉻廢水工藝步驟、固-液分離後的上清液和沉降污泥Cr(Ⅵ)含量以及Cr(Ⅲ)-Cr(Ⅵ)之間的形態轉化相關性進行研究和分析,提出要特別注意控制含鉻污水中鉻反彈及全過程處理的完整性。
2.2電解法沉澱過濾
1.工藝流程概況
電鍍含鉻廢水首先經過格柵去除較大顆粒的懸浮物後自流至調節池, 均衡水量水質, 然後由泵提升至電解槽電解,在電解過程中陽極鐵板溶解成亞鐵離子,在酸性條件下亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子,同時由於陰極板上析出氫氣,使廢水pH 值逐步上升,最後呈中性。此時Cr3+ 、Fe3+ 都以氫氧化物沉澱析出,電解後的出水首先經過初沉池,然後連續通過(廢水自上而下)兩級沉澱過濾池。一級過濾池內有填料:木炭、焦炭、爐渣;二級過濾池內有填料:無煙煤、石英砂。污水中沉澱物由過濾池填料過濾、吸附,出水流入排水檢查井。而後通過泵進入循環水池作為冷卻用水。過濾用的木炭、焦炭、無煙煤、爐渣定期收集在鍋爐房摻燒。
2.主要設備
調節池1座;初沉池1座、沉澱過濾池2座;循環水池1 座;電源控制櫃、電解槽、電解電源、電解電壓1套;水泵5台。
3.結果與分析
某電鍍廠電鍍廢水處理設備在正常工況條件下,間隔不同的時間多次取樣。
電鍍含鉻廢水採用電解法沉澱過濾工藝處理後全部回用,過濾池內填料定期集中於鍋爐房摻燒,達到了綜合治理電鍍含鉻廢水的目的。
該處理技術雖然運行可靠,操作簡單,但應注意幾個方面:
a)需要定期更換極板;
b)在一定的酸性介質中,氫氧化鉻有被重新溶解的可能;
c)沉澱過濾池內的填料必須定期處理,焚燒徹底,否則會引起二次污染。由此可見,對處理設施加強管理非常重要。
4.結論
1)該處理工藝對電鍍含鉻廢水治理徹底,過濾池內填料定期統一處理,不會引起二次污染;處理後清水全部回用,可節省水資源,具有明顯的經濟效益。
2)該工藝投資較小,技術成熟,運行穩定可靠,操作方便,易於管理,適應於不同規模的電鍍生產企業。
2.3吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附水中污染物來處理廢水的一種常用方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇,目前工業應用中最常用的吸附劑是活性炭,活性炭吸附容量大,對Cr(Ⅵ)陽離子也具有較強還原作用[6],用20%硫酸溶液浸泡後,Cr(Ⅵ)去除率達91.6%,易於再生[7]。Valix等[8]研究了活性炭表面的雜環原子(如S、N、O、H等)以及活性炭的結構特性對吸附Cr(Ⅵ)的影響,認為雜環原子輔助活性炭起還原劑作用,提高活性炭吸附鉻酸根離子,此外提高活性炭的總表面積有助於提高吸附容量和取出Cr(Ⅵ)。
活性炭雖然性能優良,但我國活性炭產量少,價格較昂貴,限制了它們在一些經濟不發達地區和一些行業的使用,因此,又開發出來了許多類型的吸附劑,一類是利用工農業廢棄物做吸附劑,以廢治廢,不僅吸附效果好,還具有價格低,來源廣的優點。李鑫金等[9]用活化赤泥處理含鉻廢水,處理含Cr(III)濃度在300 mg/L以下廢水,去除率可達99%以上;處理含Cr(Ⅵ)廢水,先加入硫酸亞鐵還原,同樣可使Cr(Ⅵ) 濃度在300 mg/L以下廢水處理後達到國家標准。馬少健等[10]利用鋼渣吸附Cr(III),去除率可達99%以上,同時可去除廢水中94%以上的Pb2+。蔣艷紅等[11]研究了高爐渣對鉻離子的吸附特性,在pH4~12范圍內高爐渣對Cr(III)去除率可達97%以上,對Cr(Ⅵ)需加硫酸亞鐵還原再處理。Hu等[12]研究了磁赤鐵礦納米顆粒吸附Cr(Ⅵ),吸附容量可與活性炭相比,不受其他共存離子的影響,易於再生,可用於回收廢水中的Cr(Ⅵ)。程永華等[13]研究了殼聚糖高效吸附含鉻廢水,在強酸下殼聚糖對Cr(Ⅵ)吸附速度較快,在弱酸下殼聚糖對Cr(Ⅲ)吸附有利,通過控制pH值分段吸附,可有效除去廢水中的鉻含量。
另一類是用改性材料作為吸附劑,由於一些天然材料(或廢棄物)的吸附效果不理想,許多學者就對它們進行改性,目前有許多這方面的報道。韓毅等[14]以氯化鐵為改性劑製得改性赤泥,任乃林等[15]用木屑經酸化、與8-羥基喹啉金屬絡合劑浸泡處理製得改性木屑,馬小隆等[16]用無機酸對鈣基膨潤土進行活化改性,Li等[17]用氯化鐵改性汽爆秸稈吸附Cr(Ⅲ),隋國舜等[18]研究了低聚合羥基鐵離子-蛭石復合體對Cr(Ⅵ)的吸附,結果都表明了改性後的吸附劑對Cr(Ⅵ)吸附能力明顯提高,廢水中Cr(Ⅵ)去除能力更強。
2.4其他國內外含鉻廢水處理方法的研究進展
1.1 生物法
生物法治理含鉻廢水,國內外都是近年來開始的。生物法是治理電鍍廢水的高新生物技術,適用於大、中、小型電鍍廠的廢水處理,具有重大的實用價值,易於推廣。國內外對SRB菌(硫酸鹽還原菌)、SR系列復合功能菌、SR復合能菌、脫硫孤菌、脫色桿菌(Bac.Dechromaticans)、生枝動膠菌(Zoolocaramigera)、酵母菌、含糊假單胞菌、熒光假單胞菌、乳鏈球菌、陰溝腸桿菌、鉻酸鹽還原菌等進行研究,從過去的單一菌種到現在多菌種的聯合使用,使廢水的處理從此走向清潔、無污染的處理道路。將電鍍廢水與其它工業廢棄物及人類糞便一起混合,用石灰作為凝結劑,然後進行化學—凝結—沉積處理。研究表明,與活性的淤泥混合的生物處理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-.已用於埃及輕型車輛公司的含鉻廢水的處理。
生物法處理電鍍廢水技術,是依靠人工培養的功能菌,它具有靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用、包藏共沉澱作用和對pH值的緩沖作用。該法操作簡單,設備安全可靠,排放水用於培菌及其它使用;並且污泥量少,污泥中金屬回收利用;實現了清潔生產、無污水和廢渣排放。投資少,能耗低,運行費用少。
1.2 膜分離法
膜分離法以選擇性透過膜為分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時,原料側組分選擇性透過膜,以達到分離、除去有害組分的目的。目前,工業上應用的較為成熟的工藝為電滲析、反滲透、超濾、液膜。別的方法如膜生物反應器、微濾等尚處於基礎理論研究階段,尚未進行工業應用。電滲析法是在直流電場作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,從而使廢水得到凈化。反滲透法是在一定的外加壓力下,通過溶劑的擴散,從而實現分離。超濾法也是在靜壓差推動下進行溶質分離的膜過程。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散於電鍍廢水時,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然後在液膜內擴散,在膜內界面上解絡,重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程不斷進行,廢水得到凈化。膜分離法的優點:能量轉化率高,裝置簡單,操作容易,易控制、分離效率高。但投資大,運行費用高,薄膜的壽命短。主要用於回收附加值高的物質,如金等。
電鍍工業漂洗水的回收是電滲析在廢液處理方面的主要應用,水和金屬離子可達到全部循環利用,整個過程可在高溫和更廣的pH值條件下運行,且回收液濃度可大大提高,缺點為僅能用於回收離子組分。液膜法處理含鉻廢水,離子載體為TBP(磷酸三丁酯),Span80為膜穩定劑,工藝操作方便,設備簡單,原料價廉易得。也有選用非離子載體,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性劑,選用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶劑,分離過程分為:萃取、反萃等步驟。近來,微濾也有用於處理含重金屬廢水,可去除金屬電鍍等工業廢水中有毒的重金屬如鎘、鉻等。
1.3 黃原酸酯法
70年代,美國研製成新型不溶重金屬離子去除劑ISX,使用方便,水處理費用低。ISX不僅能脫除多種重金屬離子,而且在酸性條件下能將Cr6+還原為Cr3+,但穩定性差。不溶性澱粉黃原酸酯脫除鉻的效果好,脫除率>99%,殘渣穩定,不會引起二次污染。鍾長庚等人用稻草代替澱粉製成稻草黃原酸酯,處理含鉻廢水,鉻的脫除率高,很容易達到排放標准。研究者認為稻草黃原酸酯脫除鉻是黃原酸鉻鹽、氫氧化鉻通過沉澱、吸附幾種過程共同起作用,但黃原酸鉻鹽起主要作用。此法成本低,反應迅速,操作簡單,無二次污染。
1.4 光催化法
光催化法是近年來在處理水中污染物方面迅速發展起來的新方法,特別是利用半導體作催化劑處理水中有機污染物方面已有許多報道。以半導體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑,利用太陽光光源對電鍍含鉻廢水加以處理,經90min太陽光照(1182.5W/m2),使六價鉻還原成三價鉻,再以氫氧化鉻形式除去三價鉻,鉻的去除率達99%以上。
1.5 槽邊循環化學漂洗
這一技術由美國ERG/Lancy公司和英國的Ef fluentTreatmentLancy公司開發,故也叫Lancy法。它是在電鍍生產線後設回收槽、化學循環漂洗槽及水循環漂洗槽各一個,處理槽設在車間外面。鍍件在化學循環漂洗槽中經低濃度的還原劑(亞硫酸氫鈉或水合肼)漂洗,使90%的帶出液被還原,然後鍍件進入水漂洗槽,而化學漂洗後的溶液則連續流回處理槽,不斷循環。加鹼沉澱系在處理槽中進行,它的排泥周期很長。廣州電器科學研究所開發了分別適用於各種電鍍廢水的三大類體系的槽邊循環化學漂洗處理工藝,水回用率高達95%、具有投葯少、污泥少且純度高等優點。有時,用槽邊循環和車間循環相結合。
1.6 水泥基固化法處理中和廢渣
對於暫時無法處理的有毒廢物,可以採用固化技術,將有害的危險物轉變為非危險物的最終處置辦法。這樣,可避免廢渣的有毒離子在自然條件下再次進入水體或土壤中,造成二次污染。當然,這樣處理後的水泥固化塊中的六價鉻的浸出率是很低的。
2、電鍍含鉻廢液及污泥的綜合利用
由於電鍍含鉻老化廢液有害物質含量高,成分復雜,在綜合利用之前應對各種廢液進行單獨和分類處理。對於鍍鋅鈍化液、銅鈍化液及含磷酸的鋁電解拋光液均用酸鹼調節pH;對於陰離子交換樹脂,只需將它變為Na2CrO4即可。
2.1 利用鉻污泥生產紅礬鈉
在高溫鹼性條件介質Na2CrO4中三價鉻可被空氣氧化為Na2Cr2O7,同時污泥中所含的鐵、鋅等轉化為相應的可溶鹽NaFeO2、Na2ZnO2.用水浸取鹼熔體時,大部分鐵分解為Fe(OH)3沉澱而除去。將濾液酸化至pH<4,Na2CrO4即轉變為Na2Cr2O7,利用Na2SO4與Na2Cr2O7溶解度差異,分別結晶析出。採用高溫鹼性氧化鉻污泥制紅礬鈉的條件是n(Na2CO3)∶n(Cr2O3)=3.0∶1.0,溫度780℃,時間2.5h,鉻的轉化率在85%以上。
2.2 生產鉻黃
利用純鹼作沉澱劑去除電鍍廢液中的雜質金屬離子,再利用凈化後的電鍍廢液替代部分紅礬鈉生產鉛鉻黃。電鍍液加入Na2CO3飽和液後,調整pH至8.5~9.5.進行過濾,濾液備用。在鹼性條件下將濾渣中的Cr3+用H2O2氧化為Cr6+,再經過濾,濾液與上述濾液混合。將濾液與硝酸鉛溶液和助劑,在50~60℃反應1h,然後經過濾、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性雜質,再經乾燥粉碎即得成品鉛鉻黃。利用電鍍廢液生產鉛鉻黃,不僅解決了污染問題,而且使電鍍廢液中的鉻得到了回收利用。據估算,按年處理電鍍廢液200t,年平均回收18t紅礬鈉,可實現年創收4萬余元。效益可觀。
2.3 生產液體鉻鞣劑及皮革鞣劑鹼式硫酸鉻
含鉻廢液先用氫氧化鈉去除金屬離子雜質,控制pH=5.5~6.0,然後過濾,濾液待用,污泥用鐵氧體無害化處理。然後,在濾液中投加還原劑葡萄糖,使Na2Cr2O7還原為Cr(OH)SO4,在100℃條件下,進一步聚合,當鹼度為40%時,分子式為4Cr(OH)3.3Cr2(SO4)3,即為鉻鞣劑。河北省無極縣某皮革廠就是利用電鍍含鉻廢水生產液體鉻鞣劑。按每天生產5t液體鉻鞣劑,每天可得利潤為6000餘元。可見利用含鉻廢液生產鉻鞣劑的經濟效益是十分顯著的。另外,可將含鉻的污泥與碳粉混合,在高溫下煅燒,從而可製得金屬鉻。因為含鉻污泥是電鍍車間污泥的主要品種,根據電鍍處理方法不同,污泥的回收利用也不同。
電解法污泥:
(1)做中溫變換催化劑的原料;
(2)做鐵鉻紅顏料的原料。
化學法的污泥:
(1)回收氫氧化鉻;
(2)回收三氧化二鉻拋光膏。鐵氧體污泥做磁性材料的原料等等。
3、結束語
以上介紹的含鉻廢水的處理方法及其資源化利用,有的已經實現了工業化,有的尚處於實驗室基礎研究階段。在實際使用過程中並不一定限定於上述的處理方法,也可將上述的幾種處理方法一起使用。從環保角度出發,人們將擯棄傳統的化學法,而選擇微生物法、膜分離法等。微生物法將代表21世紀電鍍含鉻廢水處理方法的發展趨勢,可以預計在不久的將來,微生物法會得到更為廣泛的應用。
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